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1、实训题目： DS18B20 实现温度监控系统 学生姓名：XXX学 号：XXX专 业：XXX班 级：XXX 指导教师：XXX1摘要随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。本文主要介绍了一个基于 AT89C5 单片机的测温系统，详细描述了利用温度传感器 DS18B20 开发温度监控系统的过程，重点对传感器在单片机上的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感 DS18B20 的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要设定上下限报警温度，它使用起来相当方
2、便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点。关键词： 单片机 AT89C51；DS18B20 温度传感器；PC 机串口助手显示。2目 录摘要 .1第一章 设计任务及要求 .31.1 设计任务 .31.2 设计要求 .3第二章 课程设计方案及器材选用 .32.1 设计总体方案 .32.2 器材选用分析 .42.2.1 DS18B20 温度传感器 .42.2.2 AT89C51 单片机介绍 .112.3 软件流程图 .122.3.1 主程序 .122.3.2 读出温度子程序 .122.3.3 温度转换命令子程序 .132.3.4 计算温度子程序 .13第三章 调试性能及分析 .14总结
3、 .15参考文 献 .15附录 1 源程序 .163第一章 设计任务及要求1.1 设计任务 以 AT89C51 单片机为核心器件，组成一个数字温度计，采用数字温度传感器DS18B20 为检测器件，进行单点温度检测，检测精度为0.1 摄氏度。温度显示采用PC 机串口助手显示。 1.2 设计要求设计一个基于单片机的 DS18B20 数字温度计。课程设计要求：1、利用 DS18B20 实现温度的实时采集。2、利用单片机串口将温度数据以 1 分钟一次的间隔发送给上位机（PC 机） 。3、利用上位机（即串口助手发送数据）向单片机发送数据，对温度上限进行设定。4、当温度达到上限时，启动蜂鸣器报警。第二章
4、课程设计方案及器材选用2.1 设计总体方案本数字温度计设计采用智能温度传感器 DS18B20 作为检测元件，测温范围为-55C 至+125C，最大分辨率可达 0.0625C。DS18B20 可以直接读出被测量的温度值，而采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。采用 AT89C51 单片机作为控制核心对温度传感器 DS18B20 控制，读取温度信号并进行计算处理，并送到 PC 机串口助手显示。 按照系统设计功能的要求，确定系统由 4 个模块组成：主控制器、测温模块、报警模块和显示模块。数字温度计总体电路结构框图如图 2.1 所示。 4主 控 制 器PC机串口助手显
5、示温度 传 感 器单片机复位时钟、 振荡蜂鸣器报警图 2.1总体设计方框图2.2 器材选用分析2.2.1 DS18B20 温度传感器1. DS18B20 的特点本设计的测温系统采用芯片 DS18B20，DS18B20 是 DALLAS 公司的最新单线数字温度传感器，它的体积更小，适用电压更宽，更经济。实现方法简介DS18B20 采用外接电源方式工作，一线测温一线与 STC89C51 连接，测出的数据放在寄存器中，将数据经过 BCD 码转换后送到 LED 显示。DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读
6、出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 912 位的数字值读数方式。 DS18B20 的性能特点如下：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个 DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为 3.05.5；零待机功耗；温度以 9 或 12 位数字；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序 限定温度（温度报警条件）的器件；5负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻 ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL,高速暂存器。
7、DS18B20 的管脚排列如图 3.5 所示。64 位光刻 ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该 DS18B20 的地址序列号。不同的器件地址序列号不同。C64 位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器 TL配置寄存器8 位 CRC 发生器Vdd图 3.5 DS18B20 的内部结构图 3.6 DS18B20 的引脚分布图64 位 ROM 的结构开始 8 位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 检验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器 TH 和 TL，可
8、通过软件写入户报警上下限。DS18B20 温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 EERAM。高速暂存 RAM 的结构为 8 字节的存储器，结构如图 3.6 所示。头 2 个字节包含测得的温度信息，第 3 和第 4 字节 TH 和 TL 的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第 5 个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20 工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该6字节各位的定义如图 3.7 所示。低 5 位一直为 1，TM 是工作模式位，用于设置DS18B20 在工作模式还是在测试模式，DS18B20 出厂
9、时该位被设置为 0，用户要去改动，R1 和 R0 决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。TM R1 1R0 1 1 1 1.图 3.7 DS18B20 的字节定义DS18B20 高速暂存器共 9 个存存单元，如表 3-1 所示：表 3-1 DS18B20 的引脚分布图序号 寄存器名称 作 用 序号 寄存器名称0 温度低字节 4、5 保留字节 1、21 温度高字节以 16 位补码形式存放6 计数器余值2 TH/用户字节 1 存放温度上限 7 计数器/3 HL/用户字节 2 存放温度下限 8 CRC以 12 位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12 位转化后得到的 12 位数据，存储在 18B20 的两个高低两个 8 位的 RAM 中，二进制中的前面 5 位是符号位表 3-2 所示。如果测得的温度大于 0，这 5 位为 0，只要将测到的数值乘于 0.0625即可得到实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1 再乘于0.0625 才能得到实际温度表 3-2。表 3-2 DS18B20 的字节存放表高 8 位 S S S S S S S S低 8 位 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4由图3.7可以看到
